[发明专利]一种三电平逆变器的限流控制方法和装置

说明书

一种三电平逆变器的限流控制方法，包括以下步骤：S1、当桥臂输出的电流大于或者等于限流阈值时，接收到的过流信号生效，先关断所述主开关管，然后关断所述辅助开关管；S2、当桥臂输出的电流下降到低于所述限流阈值时，接收到的过流信号失效，开通所述辅助开关管；S3、在接收到的过流信号失效，且所述主开关管的下一个PWM有效沿到来时，开通所述主开关管。本发明还涉及一种三电平逆变器的限流控制装置。实施本发明，当桥臂输出的电流下降到低于所述限流阈值时，直接开通所述辅助开关管，可以保证电压波形质量，并且在所述主开关管的下一个PWM有效沿到来时，开通所述主开关管，可以保证开关管的开关频率不会过度增加，减少开关损耗。

技术领域

本发明涉及不间断电源领域，更具体地说，涉及一种三电平逆变器的限流控制方法和装置。

背景技术

限流技术是逆变器的一种很重要的保护技术，其能够在逆变器突加重载或输出短路的时候，有效地保护功率开关元件，提高逆变器的抗冲击性。图1示出了一种典型的I型三电平逆变器的桥臂输出电路图。如图1所示，该I型三电平逆变器包括四个开关管，即位于上桥臂的主开关管Q1和辅助开关管Q2，以及位于下桥臂的主开关管Q4和辅助开关管Q3。

限流封锁的时候，应该先关闭主开关管Q1和Q4，待其可靠封锁后，再封锁辅助开关管Q2和Q3。当电感电流I下降到电流保护阈值以下时，限流信号消失，待限流信号消失之后，选择合适的时机开始解封逻辑，即先强制导通两个辅助开关管Q2和Q3一段时间，等辅助开关管Q2和Q3可靠导通建立起中点电位后，再关闭不必要常通的辅助开关管(如Q3)一段时间后控制Q2和Q3按照正常的开关逻辑动作，然后再导通主开关管Q1和Q4，控制主开关管Q1和Q4按照正常的开关逻辑动作，从而结束限流过程进入正常发波逻辑。这里所说的合适的时机是指，当限流信号消失的时候，是立刻开始解封逻辑，还是等待PWM的有效沿到来时开始解封逻辑。一般来说，逐波限流是指限流信号消失后，等待PWM的有效沿到来时开始解封逻辑。而对于MOSFET或开关速度足够的IGBT，也可不等PWM的有效沿，一旦确认限流信号消失，就进入解封逻辑，将这种限流方式称为非逐波限流方式。

可是现有的限流技术中，逐波限流的方式具有输出电压波形差以及正负母线能量互灌的缺陷；非逐波限流的方式虽然具有较好的输出电压波形，但是正负母线能量互灌可能更严重，单边母线发生过压的风险大，从而增大了损坏开关管的风险。

为了解决上述技术方案中的缺陷，提出了一种改进方案，对主开关管用逐波限流方式，辅助开关管则采用允许一个PWM周期开通多次的非逐波的限流方式，当限流信号消失的时候，就开通辅助开关管，让桥臂输出电压为N线电位。但是该方案还是有明显缺点：发生逐波限流后，辅助开关管在一个开关周期内可能开关多次，相当于辅助开关管开关频率N倍频，会极大的增加辅助开关管与主开关管二极管的开关损耗。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种既能够在发生限流之后，保证电压波形质量，又可以保证开关管的开关频率不会过度增加的三电平逆变器的限流控制方法和装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种三电平逆变器的限流控制方法，其中所述三电平逆变器至少包括主开关管和辅助开关管构成的桥臂，所述方法包括以下步骤：

S1、当桥臂输出的电流大于或者等于限流阈值时，接收到的过流信号生效，先关断所述主开关管，然后关断所述辅助开关管；

S2、当桥臂输出的电流下降到低于所述限流阈值时，接收到的过流信号失效，开通所述辅助开关管；

S3、在接收到的过流信号失效，且所述主开关管的下一个PWM有效沿到来时，开通所述主开关管。

在本发明所述的三电平逆变器的限流控制方法中，所述步骤S2进一步包括：

S21、当桥臂输出的电流下降到低于所述限流阈值时，接收到的过流信号失效，经过第一延时时间之后，开通所述辅助开关管；